Perpindahan Kalor Dan Pemanfaatannya

Kalor berpindah dari benda bersuhu tinggi ke benda bersuhu rendah. Perpindahan kalor sanggup melalui tiga cara yaitu dengan pancaran atau radiasi, dengan hantaran atau konduksi, maupun dengan fatwa atau konveksi. Konduksi ialah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel zat. Konveksi ialah perpindahan kalor melalui suatu zat yang disertai perpindahan partikel zat tersebut. Radiasi atau pancaran ialah perpindahan kalor tanpa melalui zat perantara. Ketiga cara perpindahan kalor tersebut banyak dipakai dalam peralatan dan kegiatan yang dilakukan insan dalam kegiatan sehari-hari. Berikut ini klarifikasi mengenai perpindahan kalor dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari hari.

1. Konduksi

Konduksi ialah perpindahan kalor melalui suatu zat tanpa disertai perpindahan partikel zat. Misalnya ketika menyetrika, setrika yang panas bersentuhan dengan kain yang disetrika. Kalor berpindah dari setrika ke kain. Benda yang jenisnya berbeda mempunyai kemampuan menghantarkan panas secara konduksi (konduktivitas) yang berbeda pula. Bahan yang bisa menghantarkan panas dengan baik disebut konduktor. Contoh benda konduktor antara lain timbal, baja, aluminium, emas , tembaga, dan perak. Konduktor jelek disebut isolator, contohnya antara lain air, kerikil bata, kayu , stirofom, dan udara hampa. Isolator panas dimanfaatkan pada ketika udara dingin, selimut yang terbuat dari serat wool atau kapas yang bersifat isolator. Panas dalam tubuhmu akan tertahan oleh selimut tersebut sehingga badan tetap hangat.

Perpindahan kalor secara konduksi dimanfaatkan dalam pembuatan peralatan masak. Peralatan masak yang dipakai untuk memasak biasanya pada bab yang bersentuhan dengan api memakai konduktor yang baik, sedangkan pegangannya memakai isolator yang baik. Contoh kejadian konduksi lainnya ialah ketika memegang ujung sebuah besi dan ujung yang lain dipanaskan maka usang kelamaan ujung yang dipegang juga akan terasa panas. ketika menciptakan teh panas, sendok yang dipegang untuk mengaduk ngaduk teh panas juga akan terasa panas. 

2. Konveksi

Konveksi ialah perpindahan kalor melalui suatu zat yang disertai perpindahan partikel zat tersebut. Air merupakan konduktor yang buruk. Namun, ketika air bab bawah dipanaskan, ternyata air bab atas juga ikut panas. Berarti, ada cara perpindahan panas yang lain pada air tersebut, yaitu konveksi. Saat air bab bawah mendapat kalor dari pemanas, air memuai sehingga menjadi lebih ringan dan bergerak naik dan digantikan dengan air hambar dari bab atas. Dengan cara ini, panas dari air bab bawah berpindah bersama fatwa air menuju bab atas.

Peristiwa konveksi tidak hanya terjadi pada zat cair tetapi juga terjadi pada gas. Peristiwa konveksi pada gas dijumpai pada cerobong asap pabrik-pabrik, proses sirkulasi udara dirumah dengan memanfaatkan ventilasi. 

Arus konveksi sanggup ditemui di pantai, berupa angin maritim dan angin darat. Pada waktu siang hari daratan lebih cepat panas daripada lautan (kalor jenisnya kecil), udara di atas daratan ikut panas dan bergerak naik, diganti udara dari lautan. Terjadilah angin laut. Pada waktu malam hari daratan lebih cepat mendingin daripada lautan, udara di atas lautan lebih hangat dan bergerak naik, diganti udara dari daratan. Terjadilah angin darat.

Konveksi dimanfaatkan pada banyak sekali peralatan contohnya pada magic jar, panggangan dan pengering rambut. 

• Elemen pemanas oven, pemanggang roti, magic jar, dan lain-lain biasanya terletak di bab bawah. Saat difungsikan, udara bab bawah akan menjadi lebih panas dan bergerak naik, sedangkan udara bab atas yang lebih hambar akan bergerak turun.
• Pada peralatan tertentu menyerupai pengering rambut (hair dryer), fatwa konveksi dibantu (atau dipaksa) dengan memakai kipas.

Konduksi dan konveksi mempunyai perbedaan dan persamaan. Persamaannya ialah keduanya sama-sama perpindahan kalor melalui suatu zat perantara. Perbedaannya ialah bila konduksi zat perantaranya tidak ikut berpindah sedangkan konveksi zat perantaranya ikut berpindah. Perbedaan lainya ialah konduksi biasanya terjadi pada benda padat, sedangkan konveksi biasanya terjadi pada benda cair dan benda gas.

3. Radiasi

Radiasi ialah perpindahan kalor tanpa memerlukan medium. Untuk mengetahui adanya pancaran kalor, alat yang dipakai ialah termoskop. Termoskop diferensial dipakai dalam memeriksa sifat pancaran diberbagai permukaan. Contoh radiasi ialah perpindahan panas dari cahaya matahari ke bumi. Dalam ruang hampa tidak ada bahan yang memindahkan kalor secara konduksi dan konveksi. Makara perpindahan kalor dari matahari hingga ke bumi dengan cara lain yaitu radiasi.

Setiap benda sanggup memancarkan dan menyerap radiasi kalor, yang besarnya antara lain bergantung pada suhu benda dan warna benda. Faktor-faktor apa saja yang kuat terhadap kalor yang diterima sebuah benda dari lingkungan sekitarnya?

• Jika suhu benda lebih hambar daripada suhu lingkungan, benda itu akan menyerap radiasi kalor dari lingkungan.  Makin rendah suhu benda, makin besar pula kalor yang diterima dari lingkungannya. 
• Makin luas permukaan benda dingin, makin besar pula kalor yang diterima dari lingkungannya. 
• Makin gelap benda dingin, makin besar pula kalor yang diterima dari lingkungannya.

Faktor-faktor apa saja yang kuat terhadap kalor yang dilepas sebuah benda dari lingkungan sekitarnya?

• Makin panas benda dibandingkan dengan panas lingkungan sekitar, makin besar pula kalor yang diradiasikan ke lingkungannya.
• Makin luas permukaan benda panas, makin besar pula kalor yang diradiasikan ke lingkungannya.
• Makin gelap benda panas, makin besar pula kalor yang diradiasikan ke lingkungannya.

Peristiwa radiasi kalor dimanfaatkan dalam banyak peralatan yang dipakai dalam kehidupan sehari-hari, beberapa diantaranya ialah sebagai berikut.

1. Permukaan pemanas air yang memanfaatkan panas matahari (solar heating) berwarna gelap atau hitam. Karena warna hitam atau warna gelap sanggup meyerap panas atau kalor lebih cepat dan lebih banyak
2. Baju seragam sekolah umumnya berwarna terang atau putih. Karena bila seragam berwarna hitam/gelap, maka warna terebut akan menyerap cahaya, sehingga badan akan cepat panas dari pada memakai warna putih atau warna cerah.
3. Kompor surya. Permukaan pemantul dibentuk mengkilap biar sanggup memantulkan cahaya matahari. Permukaan pemantul dibentuk melengkung biar cahaya matahari sanggup dikumpulkan sehingga mempercepat proses memasak.
4. Warna panci dan peralatan masak lainnya yang bersentuhan dengan api tidak dibentuk mengkilap, tetapi kusam. Karena warna kusam sanggup menyerap panas lebih baik dan membuatkan panas lebih baik pula dibanding yang mengkilap.
5. Radiasi juga dimanfaatkan oleh beberapa hewan, salah satunya ialah buaya. Untuk menghangatkan tubuhnya, binatang berdarah hambar menyerupai buaya ini memanfaatkan radiasi panas matahari. Kalor dari matahari diserap oleh buaya (dengan cara membuka mulutnya) sehingga suhu tubuhnya naik dan buaya sanggup beraktivitas dengan mudah.